Merge pull request #3291 from dago/issue3220
[collectd.git] / src / ntpd.c
1 /**
2  * collectd - src/ntpd.c
3  * Copyright (C) 2006-2012  Florian octo Forster
4  *
5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
6  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
7  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
8  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
9  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
10  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
11  *
12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
13  * all copies or substantial portions of the Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
18  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
21  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Florian octo Forster <octo at collectd.org>
25  **/
26
27 #define _DEFAULT_SOURCE
28 #define _BSD_SOURCE /* For NI_MAXHOST */
29
30 #include "collectd.h"
31
32 #include "plugin.h"
33 #include "utils/common/common.h"
34
35 #if HAVE_NETDB_H
36 #include <netdb.h>
37 #endif
38 #if HAVE_NETINET_IN_H
39 #include <netinet/in.h>
40 #endif
41 #if HAVE_ARPA_INET_H
42 #include <arpa/inet.h> /* inet_ntoa */
43 #endif
44 #if HAVE_NETINET_TCP_H
45 #include <netinet/tcp.h>
46 #endif
47 #if HAVE_POLL_H
48 #include <poll.h>
49 #endif
50
51 #ifndef STA_NANO
52 #define STA_NANO 0x2000
53 #endif
54
55 static const char *config_keys[] = {"Host", "Port", "ReverseLookups",
56                                     "IncludeUnitID"};
57 static int config_keys_num = STATIC_ARRAY_SIZE(config_keys);
58
59 static bool do_reverse_lookups = true;
60
61 /* This option only exists for backward compatibility. If it is false and two
62  * ntpd peers use the same refclock driver, the plugin will try to write
63  * simultaneous measurements from both to the same type instance. */
64 static bool include_unit_id;
65
66 #define NTPD_DEFAULT_HOST "localhost"
67 #define NTPD_DEFAULT_PORT "123"
68 static int sock_descr = -1;
69 static char *ntpd_host;
70 static char ntpd_port[16];
71
72 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
73  * The following definitions were copied from the NTPd distribution  *
74  * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
75 #define MAXFILENAME 128
76 #define MAXSEQ 127
77 #define MODE_PRIVATE 7
78 #define NTP_OLDVERSION ((uint8_t)1) /* oldest credible version */
79 #define IMPL_XNTPD 3
80 #define FP_FRAC 65536.0
81
82 #define REFCLOCK_ADDR 0x7f7f0000 /* 127.127.0.0 */
83 #define REFCLOCK_MASK 0xffff0000 /* 255.255.0.0 */
84
85 /* This structure is missing the message authentication code, since collectd
86  * doesn't use it. */
87 struct req_pkt {
88   uint8_t rm_vn_mode;
89   uint8_t auth_seq;
90   uint8_t implementation;      /* implementation number */
91   uint8_t request;             /* request number */
92   uint16_t err_nitems;         /* error code/number of data items */
93   uint16_t mbz_itemsize;       /* item size */
94   char data[MAXFILENAME + 48]; /* data area [32 prev](176 byte max) */
95                                /* struct conf_peer must fit */
96 };
97 #define REQ_LEN_NOMAC (sizeof(struct req_pkt))
98
99 /*
100  * A response packet.  The length here is variable, this is a
101  * maximally sized one.  Note that this implementation doesn't
102  * authenticate responses.
103  */
104 #define RESP_HEADER_SIZE (8)
105 #define RESP_DATA_SIZE (500)
106
107 struct resp_pkt {
108   uint8_t rm_vn_mode;        /* response, more, version, mode */
109   uint8_t auth_seq;          /* key, sequence number */
110   uint8_t implementation;    /* implementation number */
111   uint8_t request;           /* request number */
112   uint16_t err_nitems;       /* error code/number of data items */
113   uint16_t mbz_itemsize;     /* item size */
114   char data[RESP_DATA_SIZE]; /* data area */
115 };
116
117 /*
118  * Bit setting macros for multifield items.
119  */
120 #define RESP_BIT 0x80
121 #define MORE_BIT 0x40
122
123 #define ISRESPONSE(rm_vn_mode) (((rm_vn_mode)&RESP_BIT) != 0)
124 #define ISMORE(rm_vn_mode) (((rm_vn_mode)&MORE_BIT) != 0)
125 #define INFO_VERSION(rm_vn_mode) ((uint8_t)(((rm_vn_mode) >> 3) & 0x7))
126 #define INFO_MODE(rm_vn_mode) ((rm_vn_mode)&0x7)
127
128 #define RM_VN_MODE(resp, more, version)                                        \
129   ((uint8_t)(((resp) ? RESP_BIT : 0) | ((more) ? MORE_BIT : 0) |               \
130              ((version ? version : (NTP_OLDVERSION + 1)) << 3) |               \
131              (MODE_PRIVATE)))
132
133 #define INFO_IS_AUTH(auth_seq) (((auth_seq)&0x80) != 0)
134 #define INFO_SEQ(auth_seq) ((auth_seq)&0x7f)
135 #define AUTH_SEQ(auth, seq)                                                    \
136   ((uint8_t)((((auth) != 0) ? 0x80 : 0) | ((seq)&0x7f)))
137
138 #define INFO_ERR(err_nitems) ((uint16_t)((ntohs(err_nitems) >> 12) & 0xf))
139 #define INFO_NITEMS(err_nitems) ((uint16_t)(ntohs(err_nitems) & 0xfff))
140 #define ERR_NITEMS(err, nitems)                                                \
141   (htons((uint16_t)((((uint16_t)(err) << 12) & 0xf000) |                       \
142                     ((uint16_t)(nitems)&0xfff))))
143
144 #define INFO_MBZ(mbz_itemsize) ((ntohs(mbz_itemsize) >> 12) & 0xf)
145 #define INFO_ITEMSIZE(mbz_itemsize) ((uint16_t)(ntohs(mbz_itemsize) & 0xfff))
146 #define MBZ_ITEMSIZE(itemsize) (htons((uint16_t)(itemsize)))
147
148 /* negate a long float type */
149 #define M_NEG(v_i, v_f)                                                        \
150   do {                                                                         \
151     if ((v_f) == 0)                                                            \
152       (v_i) = -((uint32_t)(v_i));                                              \
153     else {                                                                     \
154       (v_f) = -((uint32_t)(v_f));                                              \
155       (v_i) = ~(v_i);                                                          \
156     }                                                                          \
157   } while (0)
158 /* l_fp to double */
159 #define M_LFPTOD(r_i, r_uf, d)                                                 \
160   do {                                                                         \
161     register int32_t ri;                                                       \
162     register uint32_t rf;                                                      \
163                                                                                \
164     ri = (r_i);                                                                \
165     rf = (r_uf);                                                               \
166     if (ri < 0) {                                                              \
167       M_NEG(ri, rf);                                                           \
168       (d) = -((double)ri + ((double)rf) / 4294967296.0);                       \
169     } else {                                                                   \
170       (d) = (double)ri + ((double)rf) / 4294967296.0;                          \
171     }                                                                          \
172   } while (0)
173
174 #define REQ_PEER_LIST_SUM 1
175 struct info_peer_summary {
176   uint32_t dstadr;         /* local address (zero for undetermined) */
177   uint32_t srcadr;         /* source address */
178   uint16_t srcport;        /* source port */
179   uint8_t stratum;         /* stratum of peer */
180   int8_t hpoll;            /* host polling interval */
181   int8_t ppoll;            /* peer polling interval */
182   uint8_t reach;           /* reachability register */
183   uint8_t flags;           /* flags, from above */
184   uint8_t hmode;           /* peer mode */
185   int32_t delay;           /* peer.estdelay; s_fp */
186   int32_t offset_int;      /* peer.estoffset; integral part */
187   int32_t offset_frc;      /* peer.estoffset; fractional part */
188   uint32_t dispersion;     /* peer.estdisp; u_fp */
189   uint32_t v6_flag;        /* is this v6 or not */
190   uint32_t unused1;        /* (unused) padding for dstadr6 */
191   struct in6_addr dstadr6; /* local address (v6) */
192   struct in6_addr srcadr6; /* source address (v6) */
193 };
194
195 #define REQ_SYS_INFO 4
196 struct info_sys {
197   uint32_t peer;           /* system peer address (v4) */
198   uint8_t peer_mode;       /* mode we are syncing to peer in */
199   uint8_t leap;            /* system leap bits */
200   uint8_t stratum;         /* our stratum */
201   int8_t precision;        /* local clock precision */
202   int32_t rootdelay;       /* distance from sync source */
203   uint32_t rootdispersion; /* dispersion from sync source */
204   uint32_t refid;          /* reference ID of sync source */
205   uint64_t reftime;        /* system reference time */
206   uint32_t poll;           /* system poll interval */
207   uint8_t flags;           /* system flags */
208   uint8_t unused1;         /* unused */
209   uint8_t unused2;         /* unused */
210   uint8_t unused3;         /* unused */
211   int32_t bdelay;          /* default broadcast offset */
212   int32_t frequency;       /* frequency residual (scaled ppm)  */
213   uint64_t authdelay;      /* default authentication delay */
214   uint32_t stability;      /* clock stability (scaled ppm) */
215   int32_t v6_flag;         /* is this v6 or not */
216   int32_t unused4;         /* unused, padding for peer6 */
217   struct in6_addr peer6;   /* system peer address (v6) */
218 };
219
220 #define REQ_GET_KERNEL 38
221 struct info_kernel {
222   int32_t offset;
223   int32_t freq;
224   int32_t maxerror;
225   int32_t esterror;
226   uint16_t status;
227   uint16_t shift;
228   int32_t constant;
229   int32_t precision;
230   int32_t tolerance;
231   /* pps stuff */
232   int32_t ppsfreq;
233   int32_t jitter;
234   int32_t stabil;
235   int32_t jitcnt;
236   int32_t calcnt;
237   int32_t errcnt;
238   int32_t stbcnt;
239 };
240
241 /* List of reference clock names */
242 static const char *refclock_names[] = {
243     "UNKNOWN",    "LOCAL",        "GPS_TRAK",   "WWV_PST",     /*  0- 3 */
244     "SPECTRACOM", "TRUETIME",     "IRIG_AUDIO", "CHU_AUDIO",   /*  4- 7 */
245     "GENERIC",    "GPS_MX4200",   "GPS_AS2201", "GPS_ARBITER", /*  8-11 */
246     "IRIG_TPRO",  "ATOM_LEITCH",  "MSF_EES",    "GPSTM_TRUE",  /* 12-15 */
247     "GPS_BANC",   "GPS_DATUM",    "ACTS_NIST",  "WWV_HEATH",   /* 16-19 */
248     "GPS_NMEA",   "GPS_VME",      "PPS",        "ACTS_PTB",    /* 20-23 */
249     "ACTS_USNO",  "TRUETIME",     "GPS_HP",     "MSF_ARCRON",  /* 24-27 */
250     "SHM",        "GPS_PALISADE", "GPS_ONCORE", "GPS_JUPITER", /* 28-31 */
251     "CHRONOLOG",  "DUMBCLOCK",    "ULINK_M320", "PCF",         /* 32-35 */
252     "WWV_AUDIO",  "GPS_FG",       "HOPF_S",     "HOPF_P",      /* 36-39 */
253     "JJY",        "TT_IRIG",      "GPS_ZYFER",  "GPS_RIPENCC", /* 40-43 */
254     "NEOCLK4X",   "PCI_TSYNC",    "GPSD_JSON"                  /* 44-46 */
255 };
256 static size_t refclock_names_num = STATIC_ARRAY_SIZE(refclock_names);
257 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
258  * End of the copied stuff..                                         *
259  * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
260
261 static int ntpd_config(const char *key, const char *value) {
262   if (strcasecmp(key, "Host") == 0) {
263     if (ntpd_host != NULL)
264       free(ntpd_host);
265     if ((ntpd_host = strdup(value)) == NULL)
266       return 1;
267   } else if (strcasecmp(key, "Port") == 0) {
268     int port = (int)(atof(value));
269     if ((port > 0) && (port <= 65535))
270       snprintf(ntpd_port, sizeof(ntpd_port), "%i", port);
271     else
272       sstrncpy(ntpd_port, value, sizeof(ntpd_port));
273   } else if (strcasecmp(key, "ReverseLookups") == 0) {
274     if (IS_TRUE(value))
275       do_reverse_lookups = true;
276     else
277       do_reverse_lookups = false;
278   } else if (strcasecmp(key, "IncludeUnitID") == 0) {
279     if (IS_TRUE(value))
280       include_unit_id = true;
281     else
282       include_unit_id = false;
283   } else {
284     return -1;
285   }
286
287   return 0;
288 }
289
290 static void ntpd_submit(const char *type, const char *type_inst,
291                         gauge_t value) {
292   value_list_t vl = VALUE_LIST_INIT;
293
294   vl.values = &(value_t){.gauge = value};
295   vl.values_len = 1;
296   sstrncpy(vl.plugin, "ntpd", sizeof(vl.plugin));
297   sstrncpy(vl.type, type, sizeof(vl.type));
298   sstrncpy(vl.type_instance, type_inst, sizeof(vl.type_instance));
299
300   plugin_dispatch_values(&vl);
301 }
302
303 /* Each time a peer is polled, ntpd shifts the reach register to the left and
304  * sets the LSB based on whether the peer was reachable. If the LSB is zero,
305  * the values are out of date. */
306 static void ntpd_submit_reach(const char *type, const char *type_inst,
307                               uint8_t reach, gauge_t value) {
308   if (!(reach & 1))
309     value = NAN;
310
311   ntpd_submit(type, type_inst, value);
312 }
313
314 static int ntpd_connect(void) {
315   const char *host;
316   const char *port;
317
318   struct addrinfo *ai_list;
319   int status;
320
321   if (sock_descr >= 0)
322     return sock_descr;
323
324   DEBUG("Opening a new socket");
325
326   host = ntpd_host;
327   if (host == NULL)
328     host = NTPD_DEFAULT_HOST;
329
330   port = ntpd_port;
331   if (strlen(port) == 0)
332     port = NTPD_DEFAULT_PORT;
333
334   struct addrinfo ai_hints = {.ai_family = AF_UNSPEC,
335                               .ai_flags = AI_ADDRCONFIG,
336                               .ai_protocol = IPPROTO_UDP,
337                               .ai_socktype = SOCK_DGRAM};
338
339   if ((status = getaddrinfo(host, port, &ai_hints, &ai_list)) != 0) {
340     ERROR("ntpd plugin: getaddrinfo (%s, %s): %s", host, port,
341           (status == EAI_SYSTEM) ? STRERRNO : gai_strerror(status));
342     return -1;
343   }
344
345   for (struct addrinfo *ai_ptr = ai_list; ai_ptr != NULL;
346        ai_ptr = ai_ptr->ai_next) {
347     /* create our socket descriptor */
348     if ((sock_descr = socket(ai_ptr->ai_family, ai_ptr->ai_socktype,
349                              ai_ptr->ai_protocol)) < 0)
350       continue;
351
352     /* connect to the ntpd */
353     if (connect(sock_descr, ai_ptr->ai_addr, ai_ptr->ai_addrlen)) {
354       close(sock_descr);
355       sock_descr = -1;
356       continue;
357     }
358
359     break;
360   }
361
362   freeaddrinfo(ai_list);
363
364   if (sock_descr < 0) {
365     ERROR("ntpd plugin: Unable to connect to server.");
366   }
367
368   return sock_descr;
369 }
370
371 /* For a description of the arguments see `ntpd_do_query' below. */
372 static int ntpd_receive_response(int *res_items, int *res_size, char **res_data,
373                                  int res_item_size) {
374   int sd;
375   struct pollfd poll_s;
376   struct resp_pkt res;
377   int status;
378   int done;
379
380   char *items;
381   size_t items_num;
382
383   struct timeval time_end;
384   struct timeval time_now;
385   int timeout;
386
387   int pkt_item_num; /* items in this packet */
388   int pkt_item_len; /* size of the items in this packet */
389   int pkt_sequence;
390   char pkt_recvd[MAXSEQ + 1] = {
391       0};              /* sequence numbers that have been received */
392   int pkt_recvd_num;   /* number of packets that have been received */
393   int pkt_lastseq;     /* the last sequence number */
394   ssize_t pkt_padding; /* Padding in this packet */
395
396   if ((sd = ntpd_connect()) < 0)
397     return -1;
398
399   items = NULL;
400   items_num = 0;
401
402   pkt_recvd_num = 0;
403   pkt_lastseq = -1;
404
405   *res_items = 0;
406   *res_size = 0;
407   *res_data = NULL;
408
409   if (gettimeofday(&time_end, NULL) < 0) {
410     ERROR("ntpd plugin: gettimeofday failed: %s", STRERRNO);
411     return -1;
412   }
413   time_end.tv_sec++; /* wait for a most one second */
414
415   done = 0;
416   while (done == 0) {
417     struct timeval time_left;
418
419     if (gettimeofday(&time_now, NULL) < 0) {
420       ERROR("ntpd plugin: gettimeofday failed: %s", STRERRNO);
421       return -1;
422     }
423
424     if (timeval_cmp(time_end, time_now, &time_left) <= 0)
425       timeout = 0;
426     else
427       timeout = 1000 * time_left.tv_sec + ((time_left.tv_usec + 500) / 1000);
428
429     /* timeout reached */
430     if (timeout <= 0)
431       break;
432
433     poll_s.fd = sd;
434     poll_s.events = POLLIN | POLLPRI;
435     poll_s.revents = 0;
436
437     DEBUG("Polling for %ims", timeout);
438     status = poll(&poll_s, 1, timeout);
439
440     if ((status < 0) && ((errno == EAGAIN) || (errno == EINTR)))
441       continue;
442
443     if (status < 0) {
444       ERROR("ntpd plugin: poll failed: %s", STRERRNO);
445       return -1;
446     }
447
448     if (status == 0) /* timeout */
449     {
450       DEBUG("timeout reached.");
451       break;
452     }
453
454     memset(&res, '\0', sizeof(res));
455     status = recv(sd, (void *)&res, sizeof(res), 0 /* no flags */);
456
457     if ((status < 0) && ((errno == EAGAIN) || (errno == EINTR)))
458       continue;
459
460     if (status < 0) {
461       INFO("recv(2) failed: %s", STRERRNO);
462       DEBUG("Closing socket #%i", sd);
463       close(sd);
464       sock_descr = sd = -1;
465       return -1;
466     }
467
468     DEBUG("recv'd %i bytes", status);
469
470     /*
471      * Do some sanity checks first
472      */
473     if (status < RESP_HEADER_SIZE) {
474       WARNING("ntpd plugin: Short (%i bytes) packet received", (int)status);
475       continue;
476     }
477     if (INFO_MODE(res.rm_vn_mode) != MODE_PRIVATE) {
478       NOTICE("ntpd plugin: Packet received with mode %i",
479              INFO_MODE(res.rm_vn_mode));
480       continue;
481     }
482     if (INFO_IS_AUTH(res.auth_seq)) {
483       NOTICE("ntpd plugin: Encrypted packet received");
484       continue;
485     }
486     if (!ISRESPONSE(res.rm_vn_mode)) {
487       NOTICE("ntpd plugin: Received request packet, "
488              "wanted response");
489       continue;
490     }
491     if (INFO_MBZ(res.mbz_itemsize)) {
492       WARNING("ntpd plugin: Received packet with nonzero "
493               "MBZ field!");
494       continue;
495     }
496     if (res.implementation != IMPL_XNTPD) {
497       WARNING("ntpd plugin: Asked for request of type %i, "
498               "got %i",
499               (int)IMPL_XNTPD, (int)res.implementation);
500       continue;
501     }
502
503     /* Check for error code */
504     if (INFO_ERR(res.err_nitems) != 0) {
505       ERROR("ntpd plugin: Received error code %i",
506             (int)INFO_ERR(res.err_nitems));
507       return (int)INFO_ERR(res.err_nitems);
508     }
509
510     /* extract number of items in this packet and the size of these items */
511     pkt_item_num = INFO_NITEMS(res.err_nitems);
512     pkt_item_len = INFO_ITEMSIZE(res.mbz_itemsize);
513     DEBUG("pkt_item_num = %i; pkt_item_len = %i;", pkt_item_num, pkt_item_len);
514
515     /* Check if the reported items fit in the packet */
516     if ((pkt_item_num * pkt_item_len) > (status - RESP_HEADER_SIZE)) {
517       ERROR("ntpd plugin: %i items * %i bytes > "
518             "%i bytes - %i bytes header",
519             (int)pkt_item_num, (int)pkt_item_len, (int)status,
520             (int)RESP_HEADER_SIZE);
521       continue;
522     }
523
524     if (pkt_item_len > res_item_size) {
525       ERROR("ntpd plugin: (pkt_item_len = %i) "
526             ">= (res_item_size = %i)",
527             pkt_item_len, res_item_size);
528       continue;
529     }
530
531     /* If this is the first packet (time wise, not sequence wise),
532      * set `res_size'. If it's not the first packet check if the
533      * items have the same size. Discard invalid packets. */
534     if (items_num == 0) /* first packet */
535     {
536       DEBUG("*res_size = %i", pkt_item_len);
537       *res_size = pkt_item_len;
538     } else if (*res_size != pkt_item_len) {
539       DEBUG("Error: *res_size = %i; pkt_item_len = %i;", *res_size,
540             pkt_item_len);
541       ERROR("Item sizes differ.");
542       continue;
543     }
544
545     /*
546      * Because the items in the packet may be smaller than the
547      * items requested, the following holds true:
548      */
549     assert((*res_size == pkt_item_len) && (pkt_item_len <= res_item_size));
550
551     /* Calculate the padding. No idea why there might be any padding.. */
552     pkt_padding = 0;
553     if (pkt_item_len < res_item_size)
554       pkt_padding = res_item_size - pkt_item_len;
555     DEBUG("res_item_size = %i; pkt_padding = %zi;", res_item_size, pkt_padding);
556
557     /* Extract the sequence number */
558     pkt_sequence = INFO_SEQ(res.auth_seq);
559     if ((pkt_sequence < 0) || (pkt_sequence > MAXSEQ)) {
560       ERROR("ntpd plugin: Received packet with sequence %i", pkt_sequence);
561       continue;
562     }
563
564     /* Check if this sequence has been received before. If so, discard it. */
565     if (pkt_recvd[pkt_sequence] != '\0') {
566       NOTICE("ntpd plugin: Sequence %i received twice", pkt_sequence);
567       continue;
568     }
569
570     /* If `pkt_lastseq != -1' another packet without `more bit' has
571      * been received. */
572     if (!ISMORE(res.rm_vn_mode)) {
573       if (pkt_lastseq != -1) {
574         ERROR("ntpd plugin: Two packets which both "
575               "claim to be the last one in the "
576               "sequence have been received.");
577         continue;
578       }
579       pkt_lastseq = pkt_sequence;
580       DEBUG("Last sequence = %i;", pkt_lastseq);
581     }
582
583     /*
584      * Enough with the checks. Copy the data now.
585      * We start by allocating some more memory.
586      */
587     DEBUG("realloc (%p, %" PRIsz ")", (void *)*res_data,
588           (items_num + pkt_item_num) * res_item_size);
589     items = realloc(*res_data, (items_num + pkt_item_num) * res_item_size);
590     if (items == NULL) {
591       ERROR("ntpd plugin: realloc failed.");
592       continue;
593     }
594     items_num += pkt_item_num;
595     *res_data = items;
596
597     for (int i = 0; i < pkt_item_num; i++) {
598       /* dst: There are already `*res_items' items with
599        *      res_item_size bytes each in in `*res_data'. Set
600        *      dst to the first byte after that. */
601       void *dst = (void *)(*res_data + ((*res_items) * res_item_size));
602       /* src: We use `pkt_item_len' to calculate the offset
603        *      from the beginning of the packet, because the
604        *      items in the packet may be smaller than the
605        *      items that were requested. We skip `i' such
606        *      items. */
607       void *src = (void *)(((char *)res.data) + (i * pkt_item_len));
608
609       /* Set the padding to zeros */
610       if (pkt_padding != 0)
611         memset(dst, '\0', res_item_size);
612       memcpy(dst, src, (size_t)pkt_item_len);
613
614       /* Increment `*res_items' by one, so `dst' will end up
615        * one further in the next round. */
616       (*res_items)++;
617     } /* for (pkt_item_num) */
618
619     pkt_recvd[pkt_sequence] = (char)1;
620     pkt_recvd_num++;
621
622     if ((pkt_recvd_num - 1) == pkt_lastseq)
623       done = 1;
624   } /* while (done == 0) */
625
626   return 0;
627 } /* int ntpd_receive_response */
628
629 /* For a description of the arguments see `ntpd_do_query' below. */
630 static int ntpd_send_request(int req_code, int req_items, int req_size,
631                              char *req_data) {
632   int sd;
633   struct req_pkt req = {0};
634   size_t req_data_len;
635   int status;
636
637   assert(req_items >= 0);
638   assert(req_size >= 0);
639
640   if ((sd = ntpd_connect()) < 0)
641     return -1;
642
643   req.rm_vn_mode = RM_VN_MODE(0, 0, 0);
644   req.auth_seq = AUTH_SEQ(0, 0);
645   req.implementation = IMPL_XNTPD;
646   req.request = (unsigned char)req_code;
647
648   req_data_len = (size_t)(req_items * req_size);
649
650   assert(((req_data != NULL) && (req_data_len > 0)) ||
651          ((req_data == NULL) && (req_items == 0) && (req_size == 0)));
652
653   req.err_nitems = ERR_NITEMS(0, req_items);
654   req.mbz_itemsize = MBZ_ITEMSIZE(req_size);
655
656   if (req_data != NULL)
657     memcpy((void *)req.data, (const void *)req_data, req_data_len);
658
659   DEBUG("req_items = %i; req_size = %i; req_data = %p;", req_items, req_size,
660         (void *)req_data);
661
662   status = swrite(sd, (const char *)&req, REQ_LEN_NOMAC);
663   if (status != 0) {
664     DEBUG("`swrite' failed. Closing socket #%i", sd);
665     close(sd);
666     sock_descr = sd = -1;
667     return status;
668   }
669
670   return 0;
671 }
672
673 /*
674  * ntpd_do_query:
675  *
676  * req_code:      Type of request packet
677  * req_items:     Numver of items in the request
678  * req_size:      Size of one item in the request
679  * req_data:      Data of the request packet
680  * res_items:     Pointer to where the number returned items will be stored.
681  * res_size:      Pointer to where the size of one returned item will be stored.
682  * res_data:      This is where a pointer to the (allocated) data will be
683  * stored.
684  * res_item_size: Size of one returned item. (used to calculate padding)
685  *
686  * returns:       zero upon success, non-zero otherwise.
687  */
688 static int ntpd_do_query(int req_code, int req_items, int req_size,
689                          char *req_data, int *res_items, int *res_size,
690                          char **res_data, int res_item_size) {
691   int status;
692
693   status = ntpd_send_request(req_code, req_items, req_size, req_data);
694   if (status != 0)
695     return status;
696
697   status = ntpd_receive_response(res_items, res_size, res_data, res_item_size);
698   return status;
699 }
700
701 static double ntpd_read_fp(int32_t val_int) {
702   double val_double;
703
704   val_int = ntohl(val_int);
705   val_double = ((double)val_int) / FP_FRAC;
706
707   return val_double;
708 }
709
710 static uint32_t
711 ntpd_get_refclock_id(struct info_peer_summary const *peer_info) {
712   uint32_t addr = ntohl(peer_info->srcadr);
713   uint32_t refclock_id = (addr >> 8) & 0x00FF;
714
715   return refclock_id;
716 }
717
718 static int ntpd_get_name_from_address(char *buffer, size_t buffer_size,
719                                       struct info_peer_summary const *peer_info,
720                                       bool do_reverse_lookup) {
721   struct sockaddr_storage sa = {0};
722   socklen_t sa_len;
723   int flags = 0;
724   int status;
725
726   if (peer_info->v6_flag) {
727     struct sockaddr_in6 sa6 = {0};
728
729     assert(sizeof(sa) >= sizeof(sa6));
730
731     sa6.sin6_family = AF_INET6;
732     sa6.sin6_port = htons(123);
733     memcpy(&sa6.sin6_addr, &peer_info->srcadr6, sizeof(struct in6_addr));
734     sa_len = sizeof(sa6);
735
736     memcpy(&sa, &sa6, sizeof(sa6));
737   } else {
738     struct sockaddr_in sa4 = {0};
739
740     assert(sizeof(sa) >= sizeof(sa4));
741
742     sa4.sin_family = AF_INET;
743     sa4.sin_port = htons(123);
744     memcpy(&sa4.sin_addr, &peer_info->srcadr, sizeof(struct in_addr));
745     sa_len = sizeof(sa4);
746
747     memcpy(&sa, &sa4, sizeof(sa4));
748   }
749
750   if (!do_reverse_lookup)
751     flags |= NI_NUMERICHOST;
752
753   status = getnameinfo((struct sockaddr const *)&sa, sa_len, buffer,
754                        buffer_size, NULL, 0, /* No port name */
755                        flags);
756   if (status != 0) {
757     ERROR("ntpd plugin: getnameinfo failed: %s",
758           (status == EAI_SYSTEM) ? STRERRNO : gai_strerror(status));
759     return -1;
760   }
761
762   return 0;
763 } /* ntpd_get_name_from_address */
764
765 static int ntpd_get_name_refclock(char *buffer, size_t buffer_size,
766                                   struct info_peer_summary const *peer_info) {
767   uint32_t refclock_id = ntpd_get_refclock_id(peer_info);
768   uint32_t unit_id = ntohl(peer_info->srcadr) & 0x00FF;
769
770   if (((size_t)refclock_id) >= refclock_names_num)
771     return ntpd_get_name_from_address(buffer, buffer_size, peer_info, 0);
772
773   if (include_unit_id)
774     snprintf(buffer, buffer_size, "%s-%" PRIu32, refclock_names[refclock_id],
775              unit_id);
776   else
777     sstrncpy(buffer, refclock_names[refclock_id], buffer_size);
778
779   return 0;
780 } /* int ntpd_get_name_refclock */
781
782 static int ntpd_read(void) {
783   struct info_kernel *ik;
784   int ik_num;
785   int ik_size;
786
787   struct info_peer_summary *ps;
788   int ps_num;
789   int ps_size;
790
791   gauge_t offset_loop;
792   gauge_t freq_loop;
793   gauge_t offset_error;
794
795   int status;
796
797   /* On Linux, if the STA_NANO bit is set in ik->status, then ik->offset
798    * is is nanoseconds, otherwise it's microseconds. */
799   double scale_loop = 1e-6;
800   double scale_error = 1e-6;
801
802   ik = NULL;
803   ik_num = 0;
804   ik_size = 0;
805
806   status = ntpd_do_query(REQ_GET_KERNEL, 0, 0, NULL, /* request data */
807                          &ik_num, &ik_size,
808                          (char **)((void *)&ik), /* response data */
809                          sizeof(struct info_kernel));
810   if (status != 0) {
811     ERROR("ntpd plugin: ntpd_do_query (REQ_GET_KERNEL) failed with status %i",
812           status);
813     free(ik);
814     return status;
815   } else if ((ik == NULL) || (ik_num == 0) || (ik_size == 0)) {
816     ERROR("ntpd plugin: ntpd_do_query returned unexpected data. "
817           "(ik = %p; ik_num = %i; ik_size = %i)",
818           (void *)ik, ik_num, ik_size);
819     free(ik);
820     return -1;
821   }
822
823   if (ntohs(ik->status) & STA_NANO) {
824     scale_loop = 1e-9;
825     scale_error = 1e-9;
826   }
827
828   /* kerninfo -> estimated error */
829   offset_loop = (gauge_t)((int32_t)ntohl(ik->offset) * scale_loop);
830   freq_loop = ntpd_read_fp(ik->freq);
831   offset_error = (gauge_t)((int32_t)ntohl(ik->esterror) * scale_error);
832
833   DEBUG("info_kernel:\n"
834         "  pll offset    = %.8g\n"
835         "  pll frequency = %.8g\n" /* drift compensation */
836         "  est error     = %.8g\n",
837         offset_loop, freq_loop, offset_error);
838
839   ntpd_submit("frequency_offset", "loop", freq_loop);
840   ntpd_submit("time_offset", "loop", offset_loop);
841   ntpd_submit("time_offset", "error", offset_error);
842
843   free(ik);
844   ik = NULL;
845
846   status = ntpd_do_query(REQ_PEER_LIST_SUM, 0, 0, NULL, /* request data */
847                          &ps_num, &ps_size,
848                          (char **)((void *)&ps), /* response data */
849                          sizeof(struct info_peer_summary));
850   if (status != 0) {
851     ERROR(
852         "ntpd plugin: ntpd_do_query (REQ_PEER_LIST_SUM) failed with status %i",
853         status);
854     free(ps);
855     return status;
856   } else if ((ps == NULL) || (ps_num == 0) || (ps_size == 0)) {
857     ERROR("ntpd plugin: ntpd_do_query returned unexpected data. "
858           "(ps = %p; ps_num = %i; ps_size = %i)",
859           (void *)ps, ps_num, ps_size);
860     free(ps);
861     return -1;
862   }
863
864   for (int i = 0; i < ps_num; i++) {
865     struct info_peer_summary *ptr;
866     double offset;
867
868     char peername[NI_MAXHOST];
869     uint32_t refclock_id;
870
871     ptr = ps + i;
872
873     int is_refclock = !ptr->v6_flag &&
874                       ((ntohl(ptr->srcadr) & REFCLOCK_MASK) == REFCLOCK_ADDR);
875
876     if (is_refclock)
877       status = ntpd_get_name_refclock(peername, sizeof(peername), ptr);
878     else
879       status = ntpd_get_name_from_address(peername, sizeof(peername), ptr,
880                                           do_reverse_lookups);
881
882     if (status != 0) {
883       ERROR("ntpd plugin: Determining name of peer failed.");
884       continue;
885     }
886
887     // `0.0.0.0` hosts are caused by POOL servers
888     // see https://github.com/collectd/collectd/issues/2358
889     if (strcmp(peername, "0.0.0.0") == 0) {
890       continue;
891     }
892
893     refclock_id = ntpd_get_refclock_id(ptr);
894
895     /* Convert the `long floating point' offset value to double */
896     M_LFPTOD(ntohl(ptr->offset_int), ntohl(ptr->offset_frc), offset);
897
898     DEBUG("peer %i:\n"
899           "  is_refclock= %d\n"
900           "  refclock_id= %d\n"
901           "  peername   = %s\n"
902           "  srcadr     = 0x%08x\n"
903           "  reach      = 0%03o\n"
904           "  delay      = %f\n"
905           "  offset_int = %i\n"
906           "  offset_frc = %i\n"
907           "  offset     = %f\n"
908           "  dispersion = %f\n",
909           i, is_refclock, (is_refclock > 0) ? refclock_id : 0, peername,
910           ntohl(ptr->srcadr), ptr->reach, ntpd_read_fp(ptr->delay),
911           ntohl(ptr->offset_int), ntohl(ptr->offset_frc), offset,
912           ntpd_read_fp(ptr->dispersion));
913
914     ntpd_submit_reach("time_dispersion", peername, ptr->reach,
915                       ntpd_read_fp(ptr->dispersion));
916
917     /* not the system clock (offset will always be zero) */
918     if (!(is_refclock && refclock_id == 1))
919       ntpd_submit_reach("time_offset", peername, ptr->reach, offset);
920
921     if (!is_refclock) /* not a reference clock */
922       ntpd_submit_reach("delay", peername, ptr->reach,
923                         ntpd_read_fp(ptr->delay));
924   }
925
926   free(ps);
927   ps = NULL;
928
929   return 0;
930 } /* int ntpd_read */
931
932 void module_register(void) {
933   plugin_register_config("ntpd", ntpd_config, config_keys, config_keys_num);
934   plugin_register_read("ntpd", ntpd_read);
935 } /* void module_register */